台阶式地形上双垂板透空系统的水动力学特性
双层水平板型透空式防波堤消波性能研究的开题报告
双层水平板型透空式防波堤消波性能研究的开题报告一、选题背景和意义防波堤是海洋工程领域的重要设施，它的作用是抵抗海浪的冲击力，保护港湾以及沿海设施的安全。
在过去的几十年中，传统的防波堤设计方法主要是直立式和护岸式，但是这些方法往往需要消耗大量的材料和能源，而且在消波效果上也有一定的限制，因此需要寻找一种更加高效节能的防波堤设计方案。
双层水平板型透空式防波堤是一种新型的防波堤设计方案，其主要特点是通过两排水平排列的空心板块来缓解海浪的冲击力，从而达到消波的效果。
相比于传统的防波堤设计方法，双层水平板型透空式防波堤不仅可以节省材料和能源，而且在消波效果上也更加优秀，因此具有广泛的应用前景。
本研究旨在通过理论分析和实验研究的方法，深入探讨双层水平板型透空式防波堤的消波性能及其影响因素，为该设计方案的进一步优化提供科学依据和技术支持。
二、研究内容和方法（一）研究内容1. 双层水平板型透空式防波堤的基本结构和工作原理；2. 海浪作用下，双层水平板型透空式防波堤的消波性能研究；3. 影响双层水平板型透空式防波堤消波性能的主要因素分析；4. 双层水平板型透空式防波堤优化设计方法研究。
（二）研究方法1. 数值模拟方法：采用Computational Fluid Dynamics（CFD）软件对双层水平板型透空式防波堤的海浪作用下的流场分布、阻力、动力学参数等进行模拟分析；2. 水池试验：采用模型试验的方式模拟海浪对双层水平板型透空式防波堤的作用，利用实验数据验证数值模拟结果的准确性；3. 数据分析方法：结合实验和数值模拟的结果，采用统计学、机器学习等数据分析方法，研究双层水平板型透空式防波堤消波性能的影响因素，并提出优化设计方法。
三、研究进度和计划本研究计划在12个月内完成，具体的工作进度和计划如下：第1-2个月：文献综述，整理相关防波堤设计理论和方法，并对双层水平板型透空式防波堤进行基本概述和分析。
第3-6个月：数值模拟，采用CFD软件建立双层水平板型透空式防波堤的数值模型，并对流场分布、阻力、动力学参数等进行模拟分析。
地下水动力学概念总结
地下水动力学：研究地下水岩石空隙中运动规律的科--（它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量上和质量进行定量评价和合理开发利用，以及兴利除害的理论基础。
主要研究重力水的运动规律)渗透：重力地下水在岩石空隙中的运动渗流：整个含水层全部被地下水占据，不考虑骨架。
考虑地下水的整体运动方向，不必研究个别孔隙之间的运动途径。
满足渗流的条件：1)假想水流的性质与真实水流相同;2)、假想水流运动时所受阻力与真实水流相同;3)通过任一断面的流量和任一点的压力或水头和实际水流相同。
渗流量：流量，单位时间内通过过水断面(包括含水层空隙和骨架所占面积)的水体积，同Q表示，单位m3/d。
渗流速度：又称渗透速度、比流量，是渗流在过水断面（包括含水层空隙和骨架所占面积）上的平均流速。
它不代表任何真实水流的速度，只是一种假想速度。
记为v，单位m/d。
贮水系数：称释水系数或储水系数，指面积为一个单位、厚度为含水层全厚度M的含水层柱体中，当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量。
μ* = μs M。
既适用于承压含水层，也适用于潜水含水层。
贮水率：指当水头下降（或上升）一个单位时，由于含水层内骨架的压缩（或膨胀）和水的膨胀（或压缩）而从单位体积含水层柱体中弹性释放（或贮存）的水量，量纲1/L。
μs = ρg (α+nβ)。
导水系数：是描述含水层出水能力的参数；水力坡度等于1时，通过整个含水层厚度上的单宽流量；亦即含水层的渗透系数与含水层厚度之积，T=KM。
它是定义在一维或二维流中的水文地质参数。
单位：m2/d。
非均质介质：如果在渗流场中，所有点不都具有相同的渗透系数，则称该岩层是非均质的。
各向异性介质：渗流场中某一点的渗透系数取决于方向，渗透系数随渗流方向不同而不同。
达西定律：是描述（条件：以粘滞力为主、雷诺数Re< 1~10的层流状态下的地下水渗流）基本定律，指出渗流速度V与水力梯度J成线性关系，V=KJ，或Q=KAJ，为水力梯度等于1时的渗流速度。
台阶式电梯中的力学问题
台阶式电梯中的力学问题
袁孝金
【期刊名称】《理科考试研究：高中版》
【年(卷),期】2005(012)009
【摘要】随着高考改革步伐的加快，高考命题由“知识立意”向“能力立意”的转变，突出考查学生运用物理知识分析实际问题与解决实际问题的能力．本文试就常见的台阶式电梯中的力学问题作一归类剖析，供大家参考．
【总页数】3页(P38-40)
【作者】袁孝金
【作者单位】安徽省舒域县龙河中学,231360
【正文语种】中文
【中图分类】G633.7
【相关文献】
1.三种电梯中的动力学问题 [J], 郭建梅
2.三种电梯中的动力学问题 [J], 郭建梅;
3.台阶式电梯中的力学问题 [J], 袁孝金
4.台阶式地形上双垂板透空系统的水动力学特性 [J], 王辰;邓争志;茆大炜
5.台阶式单微通道内气泡生成动力学 [J], 刘子炜; 戴诗逸; 段聪; 张志伟; 庞子凡; 朱春英; 付涛涛; 马友光
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透空管防波堤上的波浪力
透空管防波堤上的波浪力傅朝方;朱大同【摘要】对透空管组成的防波堤波浪反射、传递系数和堤上波浪力等水动力学特征进行研究.在对透空管非线性消耗波能机理分析基础上,采用一种简单的线性化方法,导出一组所有参数都是事先知道的、完全封闭的公式.波浪反射系数和堤上波压力与波浪力计算结果与试验吻合较好.【期刊名称】《海岸工程》【年(卷),期】2013(032)001【总页数】9页(P1-9)【关键词】水波;透空管;反射系数;传递系数;波压力;波浪力【作者】傅朝方;朱大同【作者单位】东南大学东南交通监理咨询公司,南京210018【正文语种】中文【中图分类】P752.1我国海岸线漫长，各地的海况和地形地质条件差异极大，因此沿岸和离岸的海港工程建设和海岸防护需要建造各种类型的防浪与消波结构。
1982年候国本[1]提出的管式防波堤方案是-个有创意的构想，在工程上得到应用。
这类透空结构的特点：1)能防护波浪对港口和岸坡的冲击；2)能透流、保持港内水体循环，维护水质环境[1-4]；3)结构形式很简单，单体重量可以做的较轻，占用的予制场地不大，可以利用小型起重工具施工；4)消波机理非常复杂。
自这类透空结构问世后，仅李春柱等[5-6]对管式防波堤的反射系数和波浪力展开了全面、深入的理论和模型试验研究，得到了一组计算反射系数与波浪力公式。
受李春柱等[5-6]的启发，本研究在对管式防波堤非线性水动力学边界条件分析基础上，用阻抗分析法提出-组计算波浪反射和传递系数严格的公式。
此外，在此基础上进-步讨论波浪反射和传递系数公式以及波浪力计算的近似公式，将近似公式的计算结果与侯国本[1]和李春柱[5]的试验和朱大同[4]理论计算数据做对照，近似公式与实验及严格理论计算符合较好。
同时计算其中所有参数事先已经知道，不必通过室内模拟试验测定，因此特别适合于初步设计阶段和中小型港口使用。
1 透空管防波堤上的波浪反射和传递系数的近似公式计算图式和坐标轴取法与李春柱等[5]相同。
透空式梳式防波堤的数值模拟和波浪透射系数的研究
透空式梳式防波堤的数值模拟和波浪透射系数的研究房卓;张宁川;臧志鹏【摘要】基于FLUENT求解器,采用源函数造波方法建立了三维数值波浪水槽,应用不同的造波源函数生成线性波浪、二阶Stokes波浪和不规则波浪.建立了规则波浪和不规则波浪与梳式防波堤相互作用的数值模型,验证了水平波浪力折减系数和堤前反射率的数值结果;并对梳式防波堤有效减小波浪力的机理进行数值解释.对透空式梳式防波堤的透浪特性进行研究,结果表明堤后的透射波浪随翼板与前墙的距离b/L的增加旱抛物曲线形式变化;随翼板开口高度c/d的增加而线性增加;并基于数值结果给出透空式梳式防波堤波浪透射系数的经验计算公式,便于工程设计的需要.%In this paper, the source wave-generation method was applied to develop a 3-D numerical wave tank based on the FLUENT solver.Various wave trains, such as linear monochromatic waves, second order Stokes waves and irregular waves were generated by using different source functions.Interactions between waves and comb-type breakwater were simulated using the present numerical wave tank.The numerical results of wave force reduction coefficient and wave reflection coefficient were validated by the experimental results.The mechanism of wave force reduction by the comb-type breakwater was also confirmed by the numerical results.Furthermore,the wave transmission behind the non-open comb-type breakwater was also investigated.It can be concluded by the numerical results that there is a parabolic trend between the wave transmission coefficient Kt and the distance between the side plates and the front wall of the caisson b/L;KT increases with the increase of theheight of the gap below the side plates c/d.An empirical formula was obtained based on the numerical results to simplify the calculation of the wave transmission coefficient.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2011(032)002【总页数】8页(P86-93)【关键词】三维数值波浪水槽;源造波法;梳式防波堤;波浪力折减系数;波浪透射系数【作者】房卓;张宁川;臧志鹏【作者单位】大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连,116023;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连,116023;中国科学院力学研究所水动力学与海洋工程重点实验室,北京,100190【正文语种】中文【中图分类】U656.2近几十年来，数值波浪水槽的发展及应用取得了巨大进步。
（完整版）地下水动力学知识点总结
（完整版）地下⽔动⼒学知识点总结基本问题潜⽔含⽔层的贮⽔能⼒可表⽰为Q=HF；承压含⽔层的贮⽔能⼒可表⽰为Q=HF；式中Q——含⽔层⽔位变化时H的贮⽔能⼒，H——⽔位变化幅度；F——地下⽔位受⼈⼯回灌影响的范围。
从中可以看出，因为承压含⽔层的弹性释⽔系数远远⼩于潜⽔含⽔层的给⽔度，因此在相同条件下进⾏⼈⼯回灌时，潜⽔含⽔层的贮⽔能⼒远远⼤于承压含⽔层的贮⽔能⼒。
⽔跃：抽⽔井中的⽔位与井壁外的⽔位之间存在差值的现象（seepage face）。
井损（well loss）是由于抽⽔井管所造成的⽔头损失。
①井损的存在：渗透⽔流由井壁外通过过滤器或缝隙进⼊抽⽔井时要克服阻⼒，产⽣⼀部分⽔头损失h1。
②⽔进⼊抽⽔井后，井内⽔流井⽔向⽔泵及⽔笼头流动过程中要克服⼀定阻⼒，产⽣⼀部分⽔头差h2。
③井壁附近的三维流也产⽣⽔头差h3。
通常将（h1+h2+h3）统称为⽔跃值.趋于等速下降。
113承压⽔井的Dupuit公式的⽔⽂地质概念模型(1)含⽔层为均质、各向同性，产状⽔平、厚度不变（等厚）、，分布⾯积很⼤，可视为⽆限延伸；或呈圆岛状分布，岛外有定⽔头补给；(2)抽⽔前地下⽔⾯是⽔平的，并视为稳定的；含⽔层中的⽔流服从Darcy’s Law，并在⽔头下降的瞬间将⽔释放出来，可忽略弱透⽔层的弹性释⽔；（3）完整井，定流量抽⽔，在距井⼀定距离上有圆形补给边界，⽔位降落漏⽃为圆域，半径为影响半径；经过较长时间抽⽔，地下⽔运动出现稳定状态；(4)⽔流为平⾯径向流，流线为指向井轴的径向直线，等⽔头⾯为以井为共轴的圆柱⾯，并和过⽔断⾯⼀致；通过各过⽔断⾯的流量处处相等，并等于抽⽔井的流量。
123承压⽔井的Dupuit公式的表达式及符号含义或式中，s w—井中⽔位降深，m；Q—抽⽔井流量，m3/d；M—含⽔层厚度，m；K—渗透系数，m/d；r w—井半径，m；R—影响半径（圆岛半径），m。
133Theim公式的表达式若存在两个观测孔，距离井中⼼的距离分别为r1，r2，⽔位分别为H1，H2，在r1到r2区间积分得：式中s1、s2分别为r1和r2处的⽔位降深。
台阶式溢洪道滑行水流消能特性研究
台阶式溢洪道滑行水流消能特性研究作者：于进伟刘韩生来源：《人民黄河》2018年第04期摘要：台阶式溢洪道的消能特性是研究的热点方向，而单纯的台阶式溢洪道消能率并不能有效反映台阶在消能方面的价值。
将台阶式溢洪道和同体形光滑溢洪道的消能规律进行对比，可以准确反映出台阶结构对水流消能的贡献。
通过对26.56°、38.66°、51.30°三组坡度，0.5、1.0、2.0m三种台阶高度的台阶式溢洪道进行水工模型试验研究，探讨了不同台阶高度（d）、单宽流量（q）、坡度（θ下相对消能率（△η）和台阶流程长度与水深比（L/h的关系。
结果表明：台阶水流为滑行流态时，在非均匀流段上相对消能率和台阶流程长度与水深比呈线性关系，复相关系数R2在0.9846～0.9962之间，直线斜率随单宽流量、台阶高度、坡度的增大而增大。
试验分析证实了研究相对消能率的必要性，△η和L/h的线性关系为进一步探究台阶的消能特性提供了依据。
关键词：台阶式溢洪道；相对消能率；线性关系；单宽流量：坡度；台阶高度；水深中图分类号：TV135.2文獻标志码：Adoi： 10.3969/j.issn.1000-1379.2018.04.028近年来，台阶式溢洪道在国内外水利工程中被广泛应用，各国学者对台阶结构的水力特性进行了大量研究，研究成果颇为丰富。
而台阶式溢洪道的消能率一直是学者研究的焦点和重点，但鉴于台阶水流的复杂性，消能率的研究并未取得一致的结论，有必要进一步分析论证。
台阶式溢洪道是在传统光滑溢洪道的基础上发展而来的，吴宪生引入相对消能率的概念，提出相对消能率与单宽流量呈驼峰形关系，且随台阶高度不同略有变化：陆芳春等分析对比阶梯式溢洪道和光滑溢洪道的消能差异，提出相对消能率随综合无因次参数q/（dl.5go.5）（q为单宽流量，d为台阶高度，g为重力加速度）增大而减小；张峰等指出相对消能率可以有效反映台阶结构对水流消能的贡献，相对消能率越大，说明台阶对水流消能的贡献越大，越有必要采取台阶式溢洪道：杨吉健等研究探讨了相对消能率与流程、相对流速和相对弗劳德数的关系。
地下水动力学(全)
地下水动力学复习资料名词解释1. 地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、和喀斯特岩石中运动规律的科学。
它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量和质量上进行定量评价和合理开发利用，以及兴利除害的理论基础。
2. 流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。
3. 渗流速度:假设水流通过整个岩层断面（骨架+空隙）时所具有的虚拟平均流速，定义为通过单位过水断面面积的流量。
4. 渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。
是由固体骨架和岩石空隙中的水两部分组成。
5. 层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。
6. 紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。
7. 稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时，称为稳定流，否则称为非稳定流。
8. 雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力和粘性力的比值。
9. 雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。
10.渗透系数:在各项同性介质（均质）中，用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度，称之为渗透系数。
11. 流网：在渗流场中，由流线和等水头线组成的网络称为流网。
12. 折射现象:地下水在非均质岩层中运动，当水流通过渗透系数突变的分界面时，出现流线改变方向的现象。
13.裘布依假设：绝大多数地下水具有缓变流的特点。
14. 完整井:贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。
15. 非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底和含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。
16.水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。
17.水位降落漏斗:抽水井周围由抽水（排水）而形成的漏斗状水头（水位）下降区，称为降落漏斗。
18. 影响半径:是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。
19. 有效井半径:由井轴到井管外壁某一点的水平距离。
在该点，按稳定流计算的理论降深正好等于过滤器外壁的实际降深。
潜式双层水平板型防波堤的数值研究
双层 水平板 型防波堤 的透射系数 和波浪力 。综合 考虑 了相对 板宽 Ｂ ／ Ｌ 、 相 对波高 Ｈ ／ Ｄ、 波陡 Ｈ ／ Ｌ 、 相对板 间距 Ｓ ／ Ｄ和相对潜深 ｄ ／ Ｄ等影响 因素 ， 给 出了透 射系数和波浪力荷 载随这些 影响因素的变化规律 。为 了 方便 工程实 际应 用 ， 拟合 出了透射 系数和总 竖向波浪力 的计 算公式 。公式 计算结果 与试 验结果进行 了
水 面处 ， 另 一 块板 在 其 下 游 ， 淹没 一 定 深 度 。研 究结 果 表 明 ， 双层 水 平 板 型 防 波堤 的反 射 系数 比单层 板 要
大， 且 当下游板的相对潜深在 ０ ． １ － ０ ． ２ 时， 透射系数最小 。王科 纠 通过数值模拟对单层潜式水平板型防波堤 的消浪效果和水动力特性进行了研究 ， 研究结果表 明当波高与潜深 比约为 ０ ． ５ ， 波长与板宽比约为３ 时， 消浪
第３ ５ 卷 第 ４期
２ ０ １ ４ 年 ８ 月
水
道 港 口
Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎ０ ． ４ Ａｕｇ ．２ ０１ ４
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ ｗａ ｙ ａ ｎ ｄ Ｈａ ｒ ｂ ｏ ｒ
潜 式 双 层 水 平 板 型 防 波 堤 的 数 值 研 究
对比。 二 者 吻 合 良好 。
关键词 ： 双层水平板 型防波堤 ； 数值模拟 ； Ｖ Ｏ Ｆ 方法 ； 透射 系数 ； 波浪力
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｖ １ ３ ９ ． ２ ； ０ ２ ４ ２ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ８ ４ ４ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ ３ １ ７ — ０ ８
效果最佳。 Ｕ ｓ ｈ ａ和 Ｇ ａ ｙ ａ ｔ ｈ ｒ ｉ 从线 性 势 流理 论 出发 ， 研 究 了双层 水平 板 型 防波 堤对 二维 波 浪 的反射 和 透射 情况 ， 该 结 构 由尺 寸 相 同 的两 块薄 板组 成 ， 其 上层 板 在 自由水 面处 ， 下 层板 在 其正 下某 一 深度 处 。研 究 结果 表 明， 相 对 板 间距 为 ０ ． ２ ２ ～ ０ ． ２ ３ ， 板 宽为 波 长 的 Ｏ ． ３ ７ ～ ０ ． ３ ９ 时， 透 射 系数 最小 。 王 国玉 通 过物 理模 型试 验 ， 深 人 探 讨 了多 层水 平 板透 空 式 防波 堤结 构几 何 参 数 （ 相对 宽度 、 相 对 间距 ） 以及波 陡等 因素对 防波 堤 消浪效 果 的影 响 ， 并 对 不 同因素 影 响下 的透射 系数 以及 反 射 系数 变 化特 征 进行 了 比较 和分 析 。结 果 表 明 ， 该 结构 具 有 良好 的消 浪性 能 ， 且 对 波 浪 的反 射 作用 较 弱 。Ｎ ｅ ｅ ｌ ａ ｍ ａ ｎ和 Ｇ ａ ｙ ａ ｔ ｈ ｒ ｉ 通 过 试 验研 究 了单 层 板 和双 层水 平 板 型 防 波堤 的水 动力 特性 及 波 浪 的透 射 系数 和 反射 系数 。研 究 结果 表 明 ， 通 常情 况 下 ， 双 层 板 的 水 动力 特 性 要 优 于单 层 板 ， 且 能更 有 效 地 增 加 反 射 波 浪 和减 少 透 射 波 浪 。 Ｌ ｉ 和Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ｎ 建立 了波 浪 与潜 式水 平板 相
台阶式溢流坝消力池底板脉动压强特性研究_赵相航
桩基双挡板透空式码头波浪上托力试验研究
桩基双挡板透空式码头波浪上托力试验研究尹亚军;陈国平;严士常;许忠厚;黄璐【摘要】依托沈家湾客运码头拟建二期工程,通过物理模型试验,对桩基双挡板码头面板所受波浪力上托力进行研究.结果表明:相对波高(H/d)、相对波长(L/d)、后挡板结构形式、后挡板相对入水深度(t2/d)均对码头面板及横梁上所受波浪上托力具有较为显著的影响.通过将最大上托波压强的试验值与现有研究成果进行对比,在后挡板相对入水深度≤0.65时,最大上托波压强的计算可以参考周益人的拟合公式;在后挡板入水深度＞0.65时,最大上托波压强的计算可以参考过达的拟合公式.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】5页(P71-75)【关键词】桩基双挡板透空式码头;波浪上托力;物理模型试验【作者】尹亚军;陈国平;严士常;许忠厚;黄璐【作者单位】河海大学港口海岸及近海工程学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏南京 210098;河海大学港口海岸及近海工程学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏南京 210098;河海大学港口海岸及近海工程学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏南京 210098;河海大学港口海岸及近海工程学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏南京 210098;河海大学港口海岸及近海工程学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】U656.1+12桩基挡板透空式码头是一种新型码头结构形式，兼有码头与防波堤的双重功能，具有防止泥沙淤积、改善港内水质条件、造价低等优点。
目前桩基挡板透空式码头在国内成功运用的案例有东营港一期扩建工程、沈家湾客运站码头工程等。
其中，东营港为单挡板结构，沈家湾为双挡板。
当前针对桩基码头波浪上托力的研究成果较多[1-8]，但大多是针对普通的桩基码头或单个水平板，而针对带挡板桩基码头波浪上托力的研究成果较少。
因而，本文依托沈家湾客运码头拟建二期工程，通过物理模型试验，对桩基双挡板码头面板所受波浪力上托力进行研究。
地下水动力学
地下⽔动⼒学地下⽔动⼒学要点总结By Zero渗流：地下⽔在岩⽯空隙中或是多孔介质中的流动有效空隙：地下⽔动⼒学中将互相连通的，不为结合⽔所占据的部分空隙叫做有效空隙储⽔系数：表⽰⾯积为1个单位，厚度为整个承压含⽔层的含⽔层柱体，当⽔头改变⼀个单位时，所储存或是释放的⽔量，⽆量纲。
储⽔率：表⽰⾯积为1个单位的承压含⽔层，当厚度为1个单位的时候，⽔头下降⼀个单位时所能释放的⽔量。
给⽔度：是含⽔层的释⽔能⼒。
表⽰单位⾯积的含⽔层，当潜⽔⾯下降⼀个单位长度时在重⼒作⽤下能释放出⽔量。
地下⽔的总⽔头：即地下⽔的总机械能H=Z+P/r⽔⼒坡度：地下⽔动⼒学中，⼤⼩等于梯度值，⽅向沿等⽔头⾯法线所指向的⽔头下降⽅向的⽮量称⽔⼒坡度。
地下⽔流态：包括[层流]、[紊流]，判别流态⽤[雷诺数RE判别]Darcy定律的适⽤范围：[在雷诺数RE<1~10之间的某个数值时，即粘滞⼒占优势的层流运动]渗透系数（K）：表⽰岩⼟透⽔性能的数量指标。
亦称⽔⼒传导度。
可由达西定律求得：q=KI影响渗透系数的因素：空隙⼤⼩、岩⽯的⾃⾝的性质、渗透液体的物理性质（容重、黏滞性等）渗透率：是表征⼟或岩⽯本⾝传导液体能⼒的参数导⽔系数：即T=KM,它的物理含义是⽔⼒坡度等于1时，通过整个含⽔层厚度的单宽流量。
导⽔系数的概念只能⽤于⼆维的地下⽔流动不能⽤于三维。
岩层透⽔特征的分类：均质、⾮均质、各向同性、各向异性均质：在渗流场中，所有点都具有相同的渗透系数，则称该岩层是均质的，反之为⾮均质。
各向同性：在渗流场中，某⼀点的渗透系数不取决于⽅向，即不管渗流的⽅向如何都具有相同的渗透系数，则称为各向同性，反之为各向异性。
越流系数：当主含⽔层和供给越流的含⽔层间的⽔头差为1个长度单位时，通过主含⽔层和弱透⽔层间单位⾯积上的⽔流量。
定解条件：稳定流的定解条件：基本微分⽅程+边界条件⾮稳定流的定解条件：基本微分⽅程+初始条件+边界条件边界条件的分类：定⽔头边界、定流量边界、混合边界条件稳定流需要的定解条件：基本微分⽅程+边界条件⾮稳定流定解条件：基本微分条件+边界条件+初始条件渗流和空隙中的真实⽔流的区别；⼟壤孔隙度⼩于1，所以渗流流量1、流速⽅⾯渗流速度和地下⽔实际运动速度⽅向不同，速度之间的关系如：v=nu(v渗流速度、n含⽔层的空隙度、u实际评价流速）2、流速⽅向渗流是假象的⽔流，⽽真实⽔流的运动是杂乱⽆章的3、流量⽅⾯渗流流量⼩于实际流量4、⽔头⽅⾯地下⽔总⽔头H=Z+P/r+u^2/(2g) u为地下⽔的流速5、过⽔断⾯完整井：完全贯穿整个含⽔层的井，且在全部含⽔层厚度上都装有过滤器，能全⾯进⽔的井不完整井：未完全贯穿整个含⽔层，只有井底或是井壁含⽔层部分厚度上能进⽔的井不完整井的三种类型：井底进⽔、井壁进⽔、井底和井壁同时进⽔降落漏⽃：在井抽⽔井，以井为中⼼最⼤，离井越远，降深越⼩，总体上形成漏⽃状的⽔头下降去区称为降落漏⽃Dupuit中井径和流量的关系：1】当降深相同时，井径增加同样的幅度，k(渗透系数)⼤的，抽⽔流量⼤2】当对于同⼀岩层（k同），井径增加同样的幅度，⼤降深抽⽔的流量增加的多3】对于同样的岩层和降深，井径越⼤的，再增加井径，抽⽔的流量增⼤的幅度不明显流量和⽔位降深的经验公式类型：直线型（Q=qSw）、抛物线型(Sw=aQ+bQ^2)、幂函数型(Q=qSw^(1/m))、对数型(Q=a+blgSw)对于直线型经验公式，外推降深最⼤范围不能超过抽⽔试验时最⼤降深的1.5倍对于抛物线型、幂函数型和对数曲线型的⽅程，不能超过1.75~3.0倍运⽤叠加原理(线性定解问题)的条件：1】各个边界条件的作⽤彼此独⽴，即边界条件的存在不影响其他边界条件存在时得到的结果2】各抽⽔井的作⽤是独⽴的。
双台阶水平井水动力场特征试验
第３０卷第３期２ ０ １ ２年３月水 电 能 源 科 学Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．３Ｍａｒ．２ ０ １ ２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）０３－００７４－０３双台阶水平井水动力场特征试验研究魏亚强１，伍轶鸣１，２，唐仲华１（１．中国地质大学（武汉）环境学院，湖北武汉４３００７４；２．中国石油塔里木油田开发事业部，新疆库尔勒８４１０００）摘要：针对双台阶水平井水动力场特征研究中存在的问题，利用物理模拟试验，研究了不同抽水流量条件下双台阶水平井中水头分布特征。
结果表明，不同抽水流量情况下，双台阶水平井管内流态呈现层流、紊流等不同流态；对双台阶水平井的上段，在层流条件下其水头分布近似符合“等水头井壁”与“等流量线汇”模型，在紊流条件下其水头分布则不再符合，而对于双台阶水平井的下段，其水头分布基本上均可刻画为“等水头井壁”和“等强度线汇”模型。
关键词：双台阶水平井；流态；模型；试验；水力特征中图分类号：Ｘ１４３；Ｐ６４１．２文献标志码：Ｂ收稿日期：２０１１－０３－２１，修回日期：２０１１－０８－３０基金项目：国家重点基础研究发展计划基金资助项目（２００６ＣＢ２０２３０８）；中国地质调查局基金资助项目（１２１２０１１１２１１４２）作者简介：魏亚强（１９９０－），男，研究方向为地下水数值模拟，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｉｙａｑｉａｎｇ００００＠１２６．ｃｏｍ 双台阶水平井是由两水平段和中间连接的造斜段组合而成的井模型，目前已在塔里木油田哈得４薄砂层油藏开发中得以应用［１］，实际生产数据表明，采用双台阶水平井开发效果好、具有吸水能力强（约为直井吸水能力１０倍）、控制储量高、泄油面积大、产量高、井数少等优点。
同时，双台阶水平井的渗流理论可应用于孔隙—裂隙或孔隙—裂隙—岩溶管道等多重介质系统的地下水流问题［２］。
目前，已有的相关研究主要集中于水平井的水动力特征及其数值模拟方法上［３～７］，且研究均采用“等流量线汇”和“等水头井壁”模型对实际问题进行近似处理［８］，而一般情况下这种假定与实际是有差别的。
多层直立开孔挡板透空式防波堤消浪性能试验研究
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图4 低水位挡浪板布置方案对消浪效果的影响
在高水位0.83 m时，对方案4、方案5两种方 案进行了试验，试验结果如图5所示。综合来看，
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水运工程
2014 年
K
0.3
0.2
0.1
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1 模型设计与试验 1.1 模型总体设计
本试验研究是基于某港水文资料，并结合江 苏省船舶先进设计制造技术中心重点实验室的波 浪水槽造波系统实际状况的基础上进行的。该港 水文资料如表1所示。
设计水位/m 最低20 最高25
表1 某港水文要素
水深h/m 波高H/m 周期T/s
20
1.5~3
7~11
25
1.5~3
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0.4 0.3 0.2 0.1
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研究阶梯-深潭系统的水力学特性
研究阶梯-深潭系统的水力学特性阶梯-深潭系统是山区河流常见的河床微地貌现象，由一段陡坡和一段缓坡加上深潭相间连接而成，呈一系列阶梯状，是山区河流为维持稳定进行的自我调整。
中国山区面积大，分布广，阶梯-深潭系统在云南、四川和贵州等省份均广泛分布。
国际上对于阶梯-深潭系统的研究始于20 世纪80 年代，研究方向可分为3 个方面：①阶梯-深潭系统形态特征以及决定其形态特征的因素；阶梯-深潭系统形成和破坏机理；阶梯-深潭系统在防灾减灾和生态修复方面的应用。
国内对于阶梯-深潭系统的研究目前不多，王兆印等对阶梯-深潭系统的消能减灾和水生态学等方面开展了较系统的研究。
水力特性是阶梯-深潭系统的重要研究内容，但阶梯-深潭系统发育于山区河流，交通不便，而实验室因为场地、水流流量过小等限制因素，使得水槽实验无法开展，故关于阶梯-深潭系统的水力特性研究较为欠缺。
国外关于阶梯-深潭系统水力特性的研究也很少且以定性描述为主。
Wohl 和Thompson利用一维电磁流速仪对发育阶梯-深潭系统的河段开展断面流速测量。
Wilcox 和Wohl利用三维多普勒流速仪对阶梯-深潭系统的流场进行测量。
前者所用的流速仪为一维，难以反映阶梯-深潭系统的强三维水流特性，后者所使用的声学多普勒流速仪频率为1 Hz，测量的数据无法反映阶梯-深潭系统流场的强烈紊动特征。
本研究在天然河流中修建典型的人工阶梯-深潭系统，采用高频率（最大频率达200 Hz）声学多普勒流速仪测量阶梯-深潭系统阶梯上游、阶梯上和深潭中 3 个横断面和沿深泓线 1 个纵断面流速，得到阶梯-深潭系统不同部位时均流速、紊动强度、弗劳德数和雷诺应力的特征，计算阶梯-深潭系统的消能率，并对不同工况进行对比，这些工作为深入认识阶梯-深潭系统打下基础。
1、研究方法1.1 实验仪器本研究采用挪威Nortek公司生产的Vectrino声学多普勒点式流速仪（ADV）。
该款ADV可用于测量三维流速，测量技术的基础是相干多普勒处理，在测量时ADV发射声学脉冲，脉冲被水流中的颗粒或者气泡反射回来，ADV接受信号从而能够计算测量点的流速。
台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能效果的试验研究
台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能效果的试验研究
张志昌;曾东洋;刘亚菲
【期刊名称】《应用力学学报》
【年(卷),期】2005(22)1
【摘要】通过模型试验研究了台阶式溢洪道滑行水流的流态、水面线和消能效果.试验得出,台阶式溢洪道的水流流态分为台阶内部的旋滚流态和虚拟底板以上主流区的流态.台阶式溢洪道水面线的变化与来流量、台阶尺寸和掺气浓度有关.当水流进入台阶段时,水面由于失重有一定的降低,然后逐渐抬高至某一高度后再略有降低;在掺气发生点以前,水面线沿程降低,掺气发生点以后,水面线沿程升高;当水流掺气饱和时,水深沿程不再变化,为明渠均匀流.台阶式溢洪道的消能率是逐级台阶的累积效应.水流通过与台阶之间的碰撞、台阶上的水流漩滚以及水流内部的紊动剪切强化了溢洪道的消能效果.在试验范围内,台阶式溢洪道与光滑溢洪道比较,消能率可以提高40%～70%.通过试验,得出了台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能率的计算方法.【总页数】6页(P30-35)
【关键词】台阶式溢洪道;滑行水流;水流流态;水面线;消能率
【作者】张志昌;曾东洋;刘亚菲
【作者单位】西安理工大学;西南交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】TV131
【相关文献】
1.台阶式溢洪道与光面溢洪道水流形态及消能率 [J], 常晓亮
2.台阶式溢洪道滑行水流消能特性研究 [J], 张峰;刘韩生;张为法
3.台阶式溢洪道滑行水流消能特性研究 [J], 于进伟;刘韩生
4.台阶式溢洪道滑行水流时均压强特性研究 [J], 曾东洋;张志昌;刘亚菲;王裕征因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
台阶式丁坝水动力特性及防冲效应
台阶式丁坝水动力特性及防冲效应丁晶晶;陆彦;陆永军【摘要】丁坝是航道整治工程中广泛采用的一种整治建筑物,然而丁坝坝头复杂的水流结构,常导致坝头局部冲刷,易诱发丁坝水毁.为减弱坝头的水流动力,提出了设置台阶式坝头的新型丁坝结构形式,并通过水槽试验研究了台阶式丁坝的水动力特性及冲淤特征.研究表明,台阶式坝头能逐级分散坝头的集中绕流,消弱坝头脱离涡的涡量强度,而台阶的台面也能逐级阻挡坝头下潜流,消弱其对床面的直接冲击;同时,台阶台面具有挑流作用,使得最大流速或最大紊动强度区相应外移,也有利于坝头的稳定.试验还研究了台阶级数、宽度以及坝身下游边坡是否设置台阶等对控制局部冲刷坑的影响.试验发现,台阶级数相对越多,宽度越宽,其减小局部冲刷的效果越好;坝身下游边坡设置台阶增大了台阶台面阻挡下潜流及挑流的面积,也有利于控制局部冲刷的发展.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】8页(P67-74)【关键词】丁坝;台阶式坝头;新型结构;航道整治;水动力特性;冲刷特性【作者】丁晶晶;陆彦;陆永军【作者单位】南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029;南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029;南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029【正文语种】中文【中图分类】TV863丁坝是一种常见的航道整治建筑物，在改善航道条件、保护岸滩以及保持水生环境多样性等方面发挥着重要作用。
而另一方面，丁坝坝头床面往往由于坝头复杂的水流动力而形成局部冲刷坑，降低了坝体的稳定性，容易诱发丁坝水毁。
为此，很多学者在丁坝坝头局部冲刷的形成机理方面做了大量研究[1-6]，这些研究普遍认为，坝头的水流结构主要包括坝头集中绕流、下潜流及坝头后方竖轴漩涡，三者的综合作用是产生坝头局部冲刷而导致丁坝水毁的主要动力。
台阶式消能方式的应用论述
ｑ — — 单 宽 流量 ， ｍ ３ ／ （ ｓ ・ ｍ ） ； Ｐ ＿ 一 泄 水 陡 槽 总 高度 ． ｍ：
Ｅ ＿ — 世 水 陡槽 末端水流能量
在此工程中 ． 泄 水 陡 槽 总 高 度 Ｐ为
中 的 泄 水 陡 槽 ．就 是 采 用 了 台 阶式 消
准 工 程 措 施 设 计 中 ， 考 虑 两 岸 保 护 对 象 的不 同进 行 分 别 设 防 。左 侧 为 县 城 ．
地居 民对 防 洪 保 安 提 出 了 更 高 要 求 ． 本
文 提 出 山 区 小 流 域 截 导 洪 工 程 设 计 中
山 区城 市 坡 度 较 大 ． 城 区 雨水 排 除
的 防洪 问题 ． 对 下 游 河 道 按 照 设 计 标 准
工 程 布 置 于 外 环 路 外 侧 防 护 林 带
中． 设 计 洪 水 位 以上 岸坡 可适 当植 树 成
为 防护 林 的一 部 分
６ ． ４城 区 排 水 问 题
进 行 治 理 ．从 而 提 高 县 城 整 体 防 洪 标
长度为 ８ ． ５ ５ ｍ． 池深 １ ． １ ０ ｍ 综 上 所 述 ，
２ ． 台 阶式 消 能 的 原 理 台 阶 式 消 能 方 式 的水 流 特 性 不 同 于 ３种 常 规 的 基 本 消 能 方 式 （ 挑流 、 底 流和面流消能方式 １ ．也不 同 于 一般 渠 道 上 的多 级 跌 水 消 能 方 式 原 理 是 ： 由
ｌ
添 套
查 与整 改 。 每 年汛 前 专 门安 排 专 业 技 术 人 员对 水库大 坝 、 溢洪道 、 输 水 涵 洞 等 工 程建 筑 物 的 运 行 情 况 进 行 全 面 、 彻 底